Proveyendo Ahorro de Energía en China - El Director de Informática de Delta, Yikuan Li, nos muestra su centro de datos en Shanghái

El gobierno chino ha orientado a los centros de datos para que reduzcan su Eficiencia de Uso de Energía Eléctrica ("Power Usage Efficiency", PUE). Datacenter Dynamics habló con un especialista en gestión de energía, que usó varias tecnologías de refrigeración y fuentes de alimentación de corriente continua para llevar su fábrica de Shanghái a cero.

Con cada vez más consumidores chinos que usan smartphones, tablets y otros dispositivos inteligentes, cada vez más centros de datos se están construyendo para atender su creciente demanda de almacenamiento, procesamiento y transmisión de datos.

Sin embargo, los centros de datos consumen mucha energía. Se estima que los centros de datos actualmente son responsables por cerca del 3 por ciento del consumo global de energía.

Centros de datos en el plan quinquenal 
To alleviate the dual pressure of power supply and environmental degradation, China’s Ministry of Industry and Information Technology (MIIT) is demanding more efficiency. The country's twelfth Five-Year Plan includes an energy saving aspect which demands that data centers in China shall decrease their power usage efficiency (PUE) by 8 percent by 2015.

MIIT has also issued guidelines for data center location, together with four other Ministries, and there are incentives to improve. Newly built data centers with a PUE lower than 1.5, as well as revamped facilities achieving a PUE of lower than 2.0 are eligible for preferential policies in terms of power infrastructure construction, power supply and other supported services.

Data center energy efficiency directly affects the costs of data center owners, operators and users in China, and it is also a key priority at the government level in the country. In response, data center vendors have rolled out energy-efficient solutions to address this concern.

Power management firm Delta launched a data center product line in 2008, and since then the company has been building energy-efficient data centers for data center customers. But how faqr does it trust its own products? Is it using them itselft- and getting the benefits it promises to its customers?

Datacenter Dynamics visited Delta's own data center, hosted in the company's Shanghai site and interviewed Yikuan Li, the chief information officer (CIO) of Delta GreenTech China to explore Delta’s approach to build highly energy-efficient data centers.

Planning and selection
El Sr. Li piensa que los centros de datos altamente eficientes en términos energéticos implican planeamiento sofisticado para elegir el lugar, la construcción, la operación y el mantenimiento, entre otros.

Comienza con la elección de un lugar: "Cuando los famosos gigantes de TI, tales como Google y Microsoft buscan lugares para grandes centros de datos, van en primer lugar a evaluar si pueden obtener buenos retornos de inversión desde el punto de vista de la eficiencia energética a partir de esos lugares. Si optan por centros de datos en lugares que son muy calurosos y no pueden garantizar fuentes de recursos de energía y agua confiables, importantes índices de eficiencia energética, todos sufrirán", le dijo él a Datacenter Dynamics.

El sobre dimensionamiento es otra causa común del alto consumo de energía de los centros de datos. "Por ejemplo, al proyectar un centro de datos de 20 racks, el equipo de planeamiento puede reservar espacio para seis o siete racks más para acomodar el desarrollo futuro del negocio. Sin embargo, con la constante mejoría del desempeño del servidor, y la creciente aplicación de nuevas tecnologías, tales como la virtualización y la computación en la nube, la mayoría de los centros de datos todavía son sobre dimensionados, lo que puede llevar a la exigencia de áreas de enfriamiento sin equipamientos de TI, por lo tanto, eso causa más consumo de energía", explicó el Sr. Li.

Aumentar la temperatura operativa es también un tema caliente discutido por profesionales de centros de datos para mejorar la eficiencia energética. Desde que el Comité Técnico de la ASHRAE 9.9 lanzó nuevas directivas térmicas para operar los centros de datos, muchos operadores de centros de datos comenzaron a elevar la temperatura de funcionamiento para ahorrar energía. El Sr. Li dijo que éste es también uno de los principales factores a ser tenidos en cuenta para mejorar la eficiencia energética.

Los servidores en centros de datos tradicionales operan a 18-22 oC. Eso es muyo bajo a partir de la perspectiva de desarrollo de tecnología. Es como encender un aparato de aire acondicionado en el verano, si la temperatura es de 18 oC, los compresores seguirán funcionando con las cargas de trabajo elevadas, algo que resulta en alto consumo de energía. La experiencia práctica nos indica que los centros de datos altamente eficientes, inclusive los centros de datos implementados en alta densidad, pueden operar a 25-27 oC, sin comprometer la seguridad. Aumentar la temperatura de funcionamiento puede ayudar a reducir el consumo de energía, el consumo de energía para enfriamiento en particular".

Corriente directa de alto voltaje 
Él también observa que la fuente de alimentación y el sistema de distribución tienen una influencia notable sobre la eficiencia energética del centro de datos: "A pesar de algunos centros de datos han invertido tiempo y dinero para implantar unidades de aire acondicionado de precisión y compresores de frecuencia variable, aún están usando sistemas de UPS tradicionales de baja eficiencia; si tales UPS ineficientes fueran sustituidas por otras de alta eficiencia (94-95 por ciento), el consumo innecesario de energía, en el suministro de energía y la distribución, pueden ser evitados".

El Sr. Li es optimista sobre los beneficios de eficiencia brindados por la tecnología de corriente directa de alto voltaje ("High Voltage Direct Current", HVDC). Como los servidores son sustituidos más rápidamente que antes, pueden tener una buena compatibilidad con la tecnología HVDC. "Actualmente, los tres principales operadores de telecomunicaciones nacionales implantaron la HVDC en sus grandes centros de datos en la nube, algo que ayudó a aumentar la eficiencia energética en el suministro de energía y en los sistemas de distribución", agregó.

Como proveedor de soluciones ambientalmente sustentables para centros de datos, Delta se ha comprometido con la construcción de centros de datos eficientes en términos de energía para sí misma, para apoyar el desarrollo de su propio negocio.

Delta tiene centros de Investigación y Desarrollo y fábricas en la China continental, Taiwán, Estados Unidos, Tailandia, Japón, Singapur, México, India, Brasil y Europa. Para apoyar el desarrollo de sus negocios globales, el grupo construyó centros de datos en todo el mundo, utilizando sus propias soluciones para centros de datos.

Aprendizaje interno de Delta 
En la región de la Gran China, Delta opera centros de datos en Shanghái en el este de China, Dongguan en el sur de China, y Taipéi, en Taiwán. Esas instalaciones son utilizadas principalmente para apoyar el funcionamiento de los sistemas integrados de gestión empresarial internos, sistemas de correo, sistemas de red y sistemas de archivos, entre otros.

Dentro de tales centros de datos, Delta utiliza muchas medidas de ahorro de energía, inclusive UPS modular eficiente en términos de energía, contención de corredor caliente y frio, racks con alta tasa de perforación, sistemas de control de velocidad variable de ventilador y sistemas de refrigeración. Además, el enfriamiento libre puede ser introducido de acuerdo con las condiciones meteorológicas locales.

El centro de datos hospedado dentro del Centro de Operaciones de Delta, en Shanghái, es una instalación de tamaño mediano, entre todas las instalaciones que son propiedad del Grupo. En ella operan 132 servidores y se hospedan 250 tipos de aplicaciones, inclusive la automatización comercial, sistemas integrados de gestión empresarial, sistemas de correo, servicios de documentos, sistemas de verificación y sistemas de telefonía para apoyar las operaciones de negocios internas.

En 2012, el Grupo Delta renovó la instalación de Shanghái, implantando su propia solución de centro de datos InfraSuite, que integra gabinetes, aire acondicionado en línea, software de monitoreo y sistemas de suministro de energía y de distribución.

El Sr. Li dijo que lo más destacado de la instalación renovada es su capacidad de alternar automáticamente entre los tres sistemas de enfriamiento: intercambiadores de calor (enfriamiento libre), sistemas enfriados por aire, y sistemas de agua helada, de acuerdo con las condiciones ambientales, un mecanismo que hace la instalación más eficiente.

Elija el mejor sistema de enfriamiento
"Cuando la temperatura exterior sea inferior a 18 oC, los intercambiadores de calor serán activados automáticamente; cuando la temperatura quede entre 18 ºC y30 oC, los sistemas de enfriamiento por aire se usarán; y cuando la temperatura llegue a 30 oC, el sistema de enfriamiento por agua asumirá todas las cargas de trabajo. Los tres sistemas de enfriamiento ofrecen redundancia uno al otro: los sistemas de enfriamiento por aire ofrecen redundancia a los intercambiadores de calor, y los sistemas de enfriamiento por agua ofrecen redundancia a los sistemas de enfriamiento por aire".

El centro de datos de Delta en Shanghái usa principalmente intercambiadores de calor para enfriamiento en el inverno, que dura cerca de 4,5 a 5 meses. Los sistemas de enfriamiento por agua son usados por cerca de 2-3,5 meses cada año, y para el resto del año, los sistemas de aire acondicionado asumen el control.

"La duración de cada sistema usado para el enfriamiento depende de las condiciones climáticas de tal año. Por ejemplo, en 2013, cuando Shanghái tuvo un verano caluroso y largo, el sistema de enfriamiento por agua fue utilizado por un tiempo más largo. Sin embargo, en el verano de 2014, que no fue tan caluroso y no duró tanto tiempo, los sistemas de enfriamiento por agua no fueron utilizados por tanto tiempo".

El Sr. Li nos dijo que por medio de esta renovación, el centro de datos de Delta en Shanghái alcanzó el control múltiple de frecuencia variable para el volumen de enfriamiento. "Nuestro centro de datos Shanghái implantó un mecanismo de enfriamiento automático que combina controladores lógicos programables (PLC), variadores de frecuencia (VFD) y sensores de temperatura interior y exterior".

Uno de los tres sistemas de refrigeración será iniciado automáticamente (de acuerdo con las condiciones ambientales) como fue predefinido. Los refrigeradores y bombas también variarán sus frecuencias automáticamente de acuerdo con las condiciones ambientales, y funcionarán en un 100%, 2/3, 1/3 de la capacidad de energía o, inclusive, permanecerán ociosos para garantizar la máxima eficiencia energética.

La Delta también ha implantado soluciones de energía combinando HVDC y UPS altamente eficientes. "Este centro de datos opera tanto con HVDC como con UPS altamente eficientes en un Modo Activo-Activo, con 10 por ciento de los servidores alimentados por HVDC y 90 por ciento por UPS. Eso también ayuda a ahorrar energía hasta cierto punto", le dijo a Datacenter Dynamics.

Al combinar los tres sistemas de enfriamiento, tecnología de contención de corredor caliente y frio, UPS altamente eficientes, software de administración de infraestructura de centros de datos (DCIM) y sistemas de iluminación LED de bajo consumo de energía, el centro de datos de Shanghái alcanza un PUE de cerca de 1,43 a lo largo del año, de acuerdo con el Sr. Li.

"Con esta renovación, el consumo de energía del centro de datos en el Centro de Operaciones de Delta en Shanghái disminuyó del 17% al 11% el total de energía consumida por todo el edificio. Éste es un logro notable, ya que este edificio ya fue certificado por 'Liderazgo en Energía y Proyecto Ambiental' nivel Oro (LEED Gold)", dijo él.